Как там у вас, на Бета-Лире?

Сторона седьмая. Определяя относительное содержание радиоактивного углерода в органических остатках (а измерения радиоактивности, как правило, очень точны и чувствительны), можно, как правило, установить время, когда погибло то или иное растение и животное. Вот почему археологи так радостно взяли на вооружение радиоуглеродный метод: еще бы, они узнали с неслыханной ранее для историков достоверностью и то, в каком веке до нашей эры носили американские аборигены найденные в раскопках сандалии, и когда была сработана погребальная ладья фараона Сезостриса III, и даже когда были написаны кожаные свитки, тексты которых впоследствии были положены в основу Библии. Но об этом пусть и очень интересном применении радиоуглерода здесь рассказывать не место.

Как видим, у радиоуглеродной проблемы столько сторон, что и не понять, какую они образуют фигуру. Оставим размышлять над этим геометров, а сами пойдем дальше.

Геофизики хорошо знают, что плотность силовых линий магнитного поля наиболее высока в районе магнитных полюсов Земли, наименьшая же — в экваториальных областях. Замечание отнюдь не случайное, потому что заряженные частицы космических лучей, приближаясь к нашей планете, начинают перемещаться вдоль линий магнитного поля. Вот отчего концентрация радиоизотопов в воздухе будет различной в различных географических широтах. Рейс «Михайлы Ломоносова», о котором упоминалось ранее, как раз и должен был установить зависимость между радиоактивностью атмосферы и широтой и тем самым подтвердить теорию возникновения естественных радиоактивных элементов в атмосфере.

Стоит ли говорить, что с задачей своей он справился полностью. Иначе этот параграф и не был бы написан.

Долгий век тория и бабочки-однодневки

Если бы мы постоянно закрашивали, скажем, красной краской те клетки таблицы Менделеева, где обнаружено хотя бы по одному естественному радиоактивному изотопу, то, дойдя до этого места книги, мы обнаружили бы, что красной краской покрыты «края» таблицы — начало и конец. Что ж, примемся за середину.

Краски нам потребуется очень много. Пока лишь у единичных элементов середины периодической системы не обнаружены естественные радиоактивные изотопы. «Пока» — здесь очень емкое слово, потому что имеются все основания ожидать, что, пока книга выйдет из печати, придется закрашивать и эти немногие оставшиеся «нерадиоактивными» клетки.

Прежде всего надо ответить на очевидный вопрос: как случилось, что радиоактивные свойства тяжелых элементов были открыты давно, а о естественной радиоактивности подавляющего большинства легких и срединных химических элементов узнали лишь недавно?

Ответ дать легко, и нужды нет доказывать, что легкость эта далась ценой в высшей степени кропотливых экспериментов, обставленных технически с той тщательностью, которая граничит с виртуозностью. Ответ — вот он: все дело в периодах полураспада.

При изучении радиоактивности тяжелых элементов химикам и физикам приходилось иметь дело с «умеренными» периодами полураспада. Этот эпитет относится и к радию, который распадается наполовину за 1600 лет, и к урану-238, период полураспада которого 4,5 миллиарда лет, и даже к торию, который «срабатывается» наполовину за 14 миллиардов лет. Да, по меркам специалистов в области радиоактивности полтора десятка миллиардов лет — срок умеренный.

Периоды полураспада большинства естественных радиоактивных элементов, находящихся в середине таблицы Менделеева, таковы, что могли бы служить великолепной иллюстрацией к разделам книг по занимательной математике, которые повествуют о сверхбольших числах.

Имена этим числам еще не придуманы. Скажу только, что встретить периоды полураспада в 10¹⁷, 10¹⁸ и даже 10²¹ лет там не редкость. Что это такое, можно понять разве только из примера.

Примером будет служить самый «короткоживущий» из этих изотопов — олово-124, период полураспада которого всего 210¹⁷ лет.

Если взять килограмм олова, то в результате радиоактивного распада за один час в нем будет появляться две бета-частицы. Всего две.

Вот и попробуйте их обнаружить. Попробуйте, если за счет присутствия естественных радиоактивных элементов только в мышцах вашей руки распадается в десятки тысяч раз больше радиоактивных атомов. Попробуйте, если килограмм олова способен поглотить и не допустить к счетчику излучения не какие-то две несчастные бета-частицы, а миллионы. Попробуйте, если даже воздух за счет находящихся там радиоактивных элементов дает в районе счетчика тысячи распадов.

И тем не менее попробовали — и удалось. Хотя нет, плохое в данном случае это слово, наводящее на мысль об удаче. Удача необходима для игры в спортлото. Здесь же, в эксперименте, все решают умение и труд. А эти два существительных помогали решить и не такие проблемы[6].

Не приходится сомневаться, что радиоактивность — такое же общее свойство материи, как, скажем, масса.